CN1122840A - 微合金化高韧性冷作模具钢 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微合金化高韧性冷作模具钢,属金属材料合金工具钢领域。通过采用适当的微合金化,使合金工具钢热处理后既保持原有的高硬度,又具有高韧性,使其制作的冷作模具在使用过程中不易发生脆性断裂。具有强韧性配合好、冲击韧性高、生产工艺简单、成本较低适于恶劣工作环境的冷作模具的优点。
Description
本发明涉及金属材料合金工具钢领域。
用于冷作模具的普通合金工具钢有数百个钢号,其热处理(淬火加低温回火)后的组织为马氏体加少量残余奥氏体,淬火晶粒度一般为6-8级,热处理后硬度为HRC58-62,冲击韧性在25J以下。经适当热处理后的普通合金钢可广泛用于各种冷作模具,但其冲击韧性和断裂韧性低,无法满足一些工作状态较为恶劣的冷作模具的要求。
本发明的目的是:通过适当微合金化,提供一种经普通热处理工艺后既保持普通合金工具钢高硬度,又具有高韧性的微合金化高韧性冷作模具钢,使其制作的冷作模具在使用过程中不易发生脆性断裂,提高其使用寿命和生产安全性。
本发明的技术方案是:微合金化高韧性冷作模具钢,其殊之处在于化学成份为:C0.5-0.9%,Mo0.5-1.5%,Si0.5-1.4%,Mo0.1-0.5%,V0.1-0.5%,Nb0.008-0.2%,Ti0.01-0.1%,S≤0.035%,P≤0.035%,余量为Fe。
本发明采用普通合金工具钢的冶炼轧制生产工艺流程:10吨电弧炉熔炼→加入合金元素(1530-1570℃)→钢包吹氩脱气并进行微钛处理(1480-1520℃)→铸锭→均热(1200-1250℃)→开坯→均热(1200-1250℃)→轧材(开轧1200℃,终轧>900℃)→检验入库。
本发明的合金钢的热处理工艺采用普通合金工具钢的热处理工艺:860-900℃加热→淬入冷却油→180-250℃回火。
由于本发明采用了适当的合金成份,使其热处理后的金相组织为马氏体加少量残余奥氏体,奥氏体晶粒度为ASTM No9-12级,马氏体亚结构为位错加少量孪晶,在淬火、回火过程乃致使用过程中有足够体积分数的尺寸在1-20nm的微细第二相粒子沉淀析出,从而使其热处理后的硬度达到HRC58-62的同时具有大于30J的冲击韧性,使其制作的冷作模具钢在使用过程中不易发生脆性断裂,使其使用寿命和生产安全性大大提高。经测定,热处理后的力学性能为:σs≥1500MPa,σb≥1700MPa,δ≥6%,ψ≥25%,Akv>30J;经端淬试验,50%马氏体区距水冷端大于21mm。
由此可见,本发明的合金钢具有强韧性配合好、冲击韧性高、生产工艺简单、成本较低、适应于恶劣工作环境的冷作模具的优点。
以下进一步阐述本发明的实施例:
实施例1:化学成份为:C0.7%,Mn1.1%,Si1.1%,Mo0.15%,V0.2%,Nb0.03%,Ti0.015%,S0.03%,P0.01%,余量为Fe。
冶炼轧制工艺为:10吨电弧炉熔炼→加入合金(1550℃)→钢包吹氩脱气并进行微钛处理(1500℃)→铸锭→1250℃均热→开坯→1250℃均热→轧材(开轧1200℃,终轧950℃)→检验入库。
热处理工艺为:870℃加热→淬入冷却油→200℃回火。
热处理后的力学性能为:σs1540MPa,σb1800MPa,δ7%,ψ30%,Akv33J。
实施例2:化学成份为:C0.5%,Mn0.5%,Si0.5%,Mo0.1%,V0.1%,Nb0.008%,Ti0.01%,S0.02%,P0.008%,余量为Fe。
冶炼轧制工艺为:10吨电弧炉熔炼→加入合金(1550℃)→钢包吹氩脱气并进行微钛处理(1500℃)→铸锭→1250℃均热→开坯→1250℃均热→轧材(开轧1200℃,终轧910℃)→检验入库。
热处理工艺为:860℃加热→淬入冷却油→180℃回火。
热处理后的力学性能为:σs1510MPa,σb1720MPa,δ9%,ψ41%,Akv52J。
实施例3:化学成份为:C0.9%,Mn1.5%,Si1.4%,Mo0.5%,V0.5%,Nb0.2%,Ti0.1%,S0.035%,P0.035%,余量为Fe。
冶炼轧制工艺为:10吨电弧炉熔炼→加入合金(1560℃)→钢包吹氩脱气并进行微钛处理(1520℃)→铸锭→1250℃均热→开坯→1250℃均热→轧材(开轧1200℃,终轧970℃)→检验入库。
热处理工艺为:900℃加热→淬入冷却油→250℃回火。
热处理后的力学性能为:σs1820MPa,σb1840MPa,δ6%,ψ28%,Akv31J。
实践证明,用本发明的钢材制作出的汽车板簧切刀,其刀片崩刀率由原高速钢制刀片的50%降至5%以下,使用寿命提高一倍多。用本发明的钢材制作的T12,T13,T14,T15等各型钉刀,劈裂率由原高速钢制钉刀的30%降至2%以下,单次刀磨使用寿命比之略高,多次刃磨总使用寿命则提高10倍以上。
Claims (1)
- 一种微合金化高韧性冷作模具钢,其特征在于化学成份为:C0.5-0.9%,Mn0.5-1.5%,Si0.5-1.4%,Mo0.1-0.5%,V0.1-0.5%,Nb0.008-0.2%,Ti0.01-0.1%,S≤0.035%,P≤0.035%,余量为Fe。
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- 1994-11-05 CN CN 94113823 patent/CN1122840A/zh active Pending
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